Google aurait réussi le premier calcul quantique impossible à réaliser par un ordinateur traditionnel

Google aurait réussi à construire le premier ordinateur quantique capable de résoudre un problème d'hors d'atteinte du supercalculateur le plus puissant au monde. L'information provient du Financial Times, qui explique dans un article daté du 20 septembre 2019 avoir eu accès à une publication de recherche émanant de Google qui a été publiée brièvement en début de semaine sur un site de la Nasa.

Un calcul irréalisable par un superordinateur conventionnel

D'après le document, l'ordinateur quantique mis au point par l'équipe de Google a pu résoudre en 3 minutes et 20 secondes un problème qui aurait requis environ 10 000 ans de calcul au superordinateur américain Summit, en usage au sein du Laboratoire national d'Oak Ridge dans le Tennessee (et conçu par IBM). Ce jalon dans la recherche en informatique quantique est qualifié de "suprématie quantique" et était anticipé depuis des années, étant donné les progrès récents de la recherche.

Il est important car il s'agit aussi du premier calcul à n'être réellement faisable que sur un ordinateur quantique, contrairement aux expériences précédentes dont les résultats mettaient en avant un calcul légèrement plus rapide d'opérations conventionnelles. Il faut cependant noter qu'il ne s'agit que d'une étape (certes majeure) vers la création de véritables ordinateurs quantiques. Les chercheurs indiquent notamment que le système ne peut effectuer qu'un seul calcul très spécifique à l'heure actuelle, et qu'il ne peut donc pas être utilisé pour des applications concrètes.

Une augmentation de la puissance de calcul à un taux exponentiel double

Google se montre cependant confiant. Dans la même publication, les scientifiques prédisent une augmentation des capacités de calcul des ordinateurs quantiques à un taux exponentiel double (une fonction exponentielle dont l’exposant est lui-même une fonction exponentielle). En comparaison, les processeurs classiques à base de transistors ont connu à leurs belles heures une croissance exponentielle simple, connue sous le nom de loi de Moore.

Le principe au cœur de l'informatique quantique est complexe à décrire correctement. Pour faire simple, au lieu d'utiliser les traditionnels bits (d'une valeur binaire de 0 ou 1), ces ordinateurs très spécifiques sont construits autour de "quantum bits", ou qubits. Chaque qubit se compose d'une superposition de deux états de base qui correspondent à des amplitudes de probabilité. En augmentant le nombre de qubits, on augmente exponentiellement la puissance de calcul de l'ordinateur quantique. De nombreuses difficultés sont associées à ce champ de recherche, qui vont de la difficulté d'obtenir et de maintenir des qubits stables jusqu'à la création d'algorithmes pouvant tourner sur ces machines.

Un enjeu économique majeur pour l'industrie et la recherche

Tous les géants technologiques travaillent sur la question, car celui qui percera le premier ce problème aura la garantie de dominer le marché mondial pendant des années. Il faut cependant noter que cette technologie n'aura d'applications que dans certains domaines spécifiques (cryptographie, chimie, science des matériaux, finance...) et ne transformera pas les ordinateurs ou smartphones que nous utilisons au quotidien.

Les efforts de Google en recherche quantique sont dirigés par John Martinis, professeur à l'Université de Californie (Santa Barbara). Google avait déclaré il y a quelques années qu'il démontrerait la suprémacie quantique avant fin 2017, mais le système qu'il avait créé, composé de 72 qubits, s'était avéré trop instable. L'entreprise a par la suite recréé un système à 53 qubits baptisé Sycamore. Google n'a officiellement pas réagi à l'article du FT.

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